容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法
【課題】容器の大型化を防ぎながら周囲の異物、ホコリが容器内に入るのを防ぐことができる容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法を提供する。
【解決手段】容器装置１００は、容器１１０と、ラミネートフィルム１０２と、弾性部材１０３と、穴あけカッター１０８とを有する。容器１１０は、開口部１０を有し、開口部１０を通じて溶液１０１を収容可能である。ラミネートフィルム１０２は、開口部１０を覆って溶液１０１を封止するためのものである。弾性部材１０３は、薄厚であり、ラミネートフィルム１０２を覆うためのものである。穴あけカッター１０８は、弾性部材１０３の上方から移動し、弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断できる。弾性部材１０３は、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２を破断したときに破断されず、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２と接触することを防止できる。
【解決手段】容器装置１００は、容器１１０と、ラミネートフィルム１０２と、弾性部材１０３と、穴あけカッター１０８とを有する。容器１１０は、開口部１０を有し、開口部１０を通じて溶液１０１を収容可能である。ラミネートフィルム１０２は、開口部１０を覆って溶液１０１を封止するためのものである。弾性部材１０３は、薄厚であり、ラミネートフィルム１０２を覆うためのものである。穴あけカッター１０８は、弾性部材１０３の上方から移動し、弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断できる。弾性部材１０３は、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２を破断したときに破断されず、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２と接触することを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液が充填された容器を有する容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ（Deoxyribonucleic Acid）検査の工程では、様々な種類の試薬が使用される。こうした試薬を自動装置で簡単に扱うために、１回の検査で使用する量があらかじめ充填された、いわゆるプレパックされた試薬容器を備えた容器装置が使用されている。
【０００３】
このプレパックされた試薬容器は、プラスチックの容器に試薬を充填した後に、その開口部に試薬を封止する部材が固定された構成である。さらに、この試薬容器は、試薬を封止する封止部材によって試薬が外に漏れるのを防ぎ、製造されてから使用開始までの長期間にわたる保存に耐えられるように構成されている。
【０００４】
容器を検査に使うときは、容器をＤＮＡ検査装置にセットし、この装置内に配設された先端が鋭利な凸形状の穴あけ部材が容器に向かって下降する。穴あけ部材により封止部材は破断される。以上により容器内部の試薬類を取り出したり、容器へ液体を加えたりすることが可能となる（特許文献１参照）。
【０００５】
ＤＮＡ検査装置が穴あけ部材を有する構成においては、以下のような課題が生じる可能性がある。
（１）封止部材の裏面に付着している試薬が、穴をあけた際に穴あけ部材である穴あけ用カッターに移動してしまう。
（２）封止部材の表面に付着した異物、ホコリが、穴をあけた際に穴あけ用カッターに移動してしまう。
【０００６】
穴あけ用カッターは、試薬で濡れたまま放置されると、周囲の異物、ホコリが付着しやすくなる。穴あけ用カッターに付着した異物、ホコリは、次の検査以降の容器に穴あけ用カッターで穴をあけたときに封止部材の表面に付着してしまう。この容器にピペットチップを進入させる際に封止部材の表面に付着した異物、ホコリを含む汚れがピペットチップの外周面に付着する。ピペットチップが溶液内に深く進入されたときに、その外周面に付着した汚れが溶液内に流出する。その汚れによって容器内における試薬の反応が阻害される。
【０００７】
特にＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）のように異物に影響されやすい試薬（酵素）を用いた反応においては、核酸が増幅しないという重大な影響が出る。
【０００８】
上記課題を解決する手段として、容器の開口部を覆うフタで封止部材であるフィルムを破断する構成が考えられる。この破断構成を有する容器装置が、特許文献２および３に開示されている。
【０００９】
特許文献２の容器装置では、容器の開口部を封止する封止部材として機能するシールブレイカー９が、シール部材を破断、貫通させる貫通手段としても機能している（図１４参照）。シールブレイカー９の裏側（溶液側）にシール部材を破る破断突起１８が、シールブレイカー９と一体的に形成されている。ＤＮＡ検査で容器を使用するときには、シールブレイカー９を手で押し込んで破断突起１８を容器方向へ押し下げることで、破断突起１８は容器内に進入する。
【００１０】
特許文献３の容器装置では、シール部材２６の上方に先端が鋭利なピストン部材２４が配置される（図１５参照）。ピストン部材２４はシール部材２６を貫通させる貫通手段および溶液の容器外への漏れを防止する封止部材として機能している。ヘックス突起４０がピストン部材２４の上部にピストン部材２４と一体的に形成されている。ヘックス突起４０に当接する外部からの押し出し部材により、ピストン部材２４は試薬が流れ出るウェルの方向へ押し下げられる。このようにピストン部材２４を押し下げることで、ピストン部材２４によりシール部材２６は破断される。
【特許文献１】特開２００３−３２９６９６号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８１７号公報
【特許文献３】特許第３８２３０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
どちらの特許文献の容器装置でも、シール部材を貫通させる貫通手段として機能する破断突起とピストン部材の先端部とが容器の溶液を封止する蓋部分に一体化された構成が開示されている。しかしながら、特許文献２および３で開示された容器装置には、以下の課題がある。
【００１２】
特許文献２で開示された容器装置では、シールブレイカーの破断突起がシール部材と直接触れる構成である。そのため、破断突起でシール部材を貫通させる際、破断突起の表面に付着した異物、ホコリがシール部材の表面に移動する。その後、ピペットチップを容器内に進入させると、異物、ホコリが付着したシール部材とピペットチップが接触する。その際、シール部材の表面に付着した異物、ホコリがピペットチップの外周面に移る。このピペットチップが容器内に深く進入され、容器内に収容された溶液に接触すると、ピペットチップの外周面の異物、ホコリが溶液内に混入するおそれがある。この異物混入により、上記のように核酸の増幅工程において核酸が増幅しないという問題が生じる。
【００１３】
さらに、シールブレイカーが容器の開口部を覆った状態では、破断突起が容器内に進入する方向の破断突起の長さが容器の高さ方向長さに付加された容器装置の構成となっている。すなわち、この容器装置は、破断突起がない形態の容器装置に比べて高さが増大している。したがって、破断突起の大きさの分だけ容器を含む容器装置は大型化してしまう問題もある。
【００１４】
一方、特許文献３で開示された容器装置では、ピストン部材がシール部材と直接触れる構成である。そのため、ピストン部材でシール部材を貫通させる際、ピストン部材の表面に付着した異物、ホコリがシール部材の表面に移動する。その後、ピペットチップを容器内に進入させると、異物、ホコリが付着したシール部材とピペットチップが接触する。その際、シール部材の異物、ホコリがピペットチップの外周面に移る。このピペットチップが容器内に深く進入され、容器内に収容された溶液に接触すると、ピペットチップの外周面の異物、ホコリが試薬内に混入するおそれがある。この異物混入により、上記のように核酸の増幅工程において核酸が増幅しないという問題が生じる。
【００１５】
さらに、ヘックス突起は、ピストン部材と一体的に形成されて、ピストン部材を容器内へ押し込む押し込み手段として機能している。ヘックス突起の側壁の高さの分だけ、ヘックス突起を一体的に有するピストン部材もヘックス突起がない場合に比べ必然的に高くなる。したがって、このピストン部材を有する容器装置全体は、ヘックス突起がないピストン部材を有する容器装置に比べ大型化してしまうという問題もある。
【００１６】
ＤＮＡ検査装置で使用される容器は使い捨てであることが多く、多数の容器をまとめて購入し保管されることが想定される。保管スペースはなるべく小さくしたいので、容器の大型化は、保管スペースを増大させることにつながるため好ましくない。特に、上記のような容器とシール部材とを含む容器装置の高さ増大は、容器装置の上にさらに他の容器装置を載置する場合に保管スペースの高さに制約があるため、より好ましくない。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容器の大型化を防ぎながら周囲の異物、ホコリが容器内に入るのを防ぐことができる容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様の容器装置は、開口部を有し、開口部を通じて液体を収容可能な容器と、開口部を覆って液体を封止するための封止部材と、封止部材を覆うための薄厚の隔離部材と、隔離部材の上方から移動し、隔離部材を介して封止部材を破断することのできる貫通手段と、を有し、隔離部材は、貫通手段が封止部材を破断したときに破断されず、貫通手段が封止部材と接触することを防止することができる。
【００１９】
本発明の一態様の容器装置の貫通方法は、内部に液体が収容され、開口部が封止部材で覆われ、封止部材が薄厚の隔離部材で覆われた容器を設けるステップと、貫通手段が、隔離部材の上方から移動し、隔離部材を介して封止部材を破断するステップと、を有し、隔離部材は、貫通手段が封止部材を破断したときに破断されず、貫通手段が封止部材と接触することを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、隔離部材は、貫通手段が封止部材を破断したときに破断されず、貫通手段が封止部材と接触することを防止することができる。これにより、貫通手段と容器内の液体とは接触することがない。さらに、隔離部材は薄厚である。そのため、容器の高さと隔離部材の薄厚とを有する容器装置の高さは抑えられる。したがって、容器の大型化を防ぎながら周囲の異物、ホコリが容器内に入るのを防ぐことができる容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本発明が適用されるＤＮＡ検査装置の増幅部を構成する容器装置については詳細に説明する。
（第１の実施例）
図１に本発明の実施例に係るＤＮＡ検査装置の概略図を示す。
【００２２】
ＤＮＡ検査装置１は、抽出部２と、増幅部３と、ハイブリダイゼーション部４と、検出部５とを有する。抽出部２では、生体試料からＤＮＡを抽出する。増幅部３では、抽出部２で抽出されたＤＮＡを増幅させる。なお、増幅部３は、本発明の第１の実施例または第２の実施例の容器装置１００、１１８で構成される。ハイブリダイゼーション部４では、増幅部３で増幅されたＤＮＡをプローブＤＮＡと結合させる。検出部５では、ハイブリダイゼーション部４で結合されたＤＮＡが確実にプローブＤＮＡと結合したかどうかを検出する。さらに、ＤＮＡ検査装置１は、上記の構成部以外にも搬送部、ピペット部６、ピペット搬送部、ピペットチップ保持部、ピペット廃棄部などから構成されている（搬送部とピペット搬送部以降のＤＮＡ検査装置構成部とは不図示）。搬送部は、図２に示すＰＣＲプレート８を搬送する。ピペット部６は、ＰＣＲプレート８およびその他の部分に溶液を供給、吐出する。ピペット廃棄部は、使用済みピペットチップを収容する。
【００２３】
ピペット部６は、リードスクリュー（不図示）を利用したピペット搬送部により矢印７のように上下前後左右に移動可能に構成されており、抽出、増幅、ハイブリの工程間で溶液を移動させる。
【００２４】
図２にＰＣＲプレート８を示す。８×１２個の試料管が構成されている。各容器の底部９（先端部）は、後述する金属ブロックと嵌合可能な形状になっている。本実施例では、ＰＣＲプレートにはＰＣＲに使用する酵素の他に、ＰＣＲ後の溶液を精製するための溶液があらかじめ充填されている。
【００２５】
容器の開口部１０においては、外部からの異物混入を防ぐためにアルミと樹脂でできているラミネートフィルムが接着、熱溶着もしくは超音波溶着で固定されている。これにより、溶液が蒸発するのを防ぎ、溶液の長期間保存に対応できるように構成されている。図２では、ラミネートフィルム、後述する封止部材およびその周辺の機構部材を省略した状態が示されている。
【００２６】
図３にＰＣＲプレートを含む容器装置の断面図（ＰＣＲプレートについては図２の側面図）を示す。容器装置１００は、ＰＣＲプレート８と、ラミネートフィルム１０２と、弾性部材１０３と、穴あけカッター１０８と、アクチュエータ１０９とを有する。
【００２７】
ＰＣＲプレート８には、開口部１０を通じて試薬液体である溶液１０１を収容可能な容器１１０が設けられている。溶液１０１は容器１１０の内部に増幅反応前に予め充填されている。容器１１０を構成する側壁の側面からはプレート部１１９が側方に延びている。プレート部１１９の上端面には枠１０４が設けられており、枠１０４はプレート部１１９の上端面から上方に逆Ｌ字を有して延びている。枠１０４は弾性部材１０３を保持する保持部材である。枠１０４はヒンジ部１０５と凸部１０７とを備えている。ヒンジ部１０５の下端はＰＣＲプレート８の上端面に固定されており、ヒンジ部１０５は角部１０６を支点Ｆとして回動可能である。ヒンジ部１０５を備える枠１０４は、支点Ｆ周りにアクチュエータ１０９によって回動されることで容器１１０の開口部１０から取り外される。凸部１０７は、容器１１０と嵌合し、その内周面と容器１１０の側壁の外周面とは密着する。
【００２８】
ラミネートフィルム１０２は、容器１１０と対向する第１の面１０２１と第１の面１０２１の反対側の面を構成する第２の面１０２２とを有する。第１の面１０２１と第２の面１０２２とは略平行であり、第１の面１０２１と第２の面１０２２との間隔は小さい。これにより、ラミネートフィルム１０２は薄膜形状を有している。ラミネートフィルム１０２は、容器１１０の側壁の上端面に固定され、容器１１０の開口部１０を覆っている。これにより、ラミネートフィルム１０２は、容器１１０内の溶液１０１が容器１１０外へ漏れるのを防ぐとともに、外部から異物、ホコリが溶液１０１内へ混入するのを防止する封止部材として機能している。
【００２９】
弾性部材１０３は、容器１１０の開口部１０を形成する側壁の外周面の径とほぼ同じ大きさに形成されており、薄厚の膜形状を有している。弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２と穴あけカッター１０８との間に配置されている。弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２と穴あけカッター１０８とを隔離し、かつラミネートフィルム１０２を覆うための隔離被覆手段として機能する隔離部材である。弾性部材１０３は、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２を破断したときに破断されず、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２と接触することを防止することができる。さらに、弾性部材１０３は、弾性体であるため復元可能に変形する。弾性部材１０３の側面と枠１０４の凸部１０７とは密着しており、弾性部材１０３は枠１０４により一端が保持されている。増幅反応時には、弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２を介して容器１１０の開口部１０を覆っている。増幅反応終了後、アクチュエータ１０９により図３において時計回りに支点Ｆを中心として弾性部材１０３が回動されることで、弾性部材１０３で覆われていた開口部１０は開放される。
【００３０】
薄膜状の弾性部材１０３の材質は、穴あけカッター１０８が当接したときに切れたり避けたりしない条件を満たすように材料と厚みが決定されている。その材料は、合成ゴム、天然ゴムから選択される。また、弾性変形するような形状に成形されたプラスチック材料であってもよい。
【００３１】
穴あけカッター１０８は、弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断することができる貫通手段として機能する。穴あけカッター１０８は、ラミネートフィルム１０２に穴あけすることが可能な凸形状の先端部を有している。さらに、穴あけカッター１０８は、ステンレスやアルミといった金属材料とプラスチック材料とでできている。穴あけカッター１０８は、ＤＮＡ検査装置１側に構成された不図示の駆動源により図３における上下左右方向に動かされる。穴あけカッター１０８は、ラミネートフィルム１０２に穴をあけるときに薄厚の弾性部材１０３を破断しないように先端がわずかに丸められている。
【００３２】
アクチュエータ１０９は、弾性部材１０３を回動させる回動手段として機能し、不図示の駆動源により動かされる。アクチュエータ１０９は、枠１０４に形成された凸部１０７に作用し枠１０４を開閉させる。アクチュエータ１０９は、保持部材である枠１０４の一端の角部１０６を支点Ｆとして弾性部材１０３を回動する。
【００３３】
次に図４を参照して増幅反応中の増幅部３の容器装置１００の構成を説明する。
【００３４】
金属ブロック１１はＰＣＲプレート８と嵌合する。金属ブロック１１には、アルミや銅合金などの熱伝導性の良い金属により構成され、９６個のウェル（穴部）が点線のように形成されている。
【００３５】
金属ブロック１１の下部には金属ブロック１１を加熱するペルチェ素子１２が配置されている。ペルチェ素子１２と接触する金属ブロック１１の接触面をペルチェ素子１２の表面と密着させてペルチェ素子１２から金属ブロック１１へ熱を確実に伝える必要がある。そのため、金属ブロック１１の接触面とペルチェ素子１２の接触面にはグリス（不図示）が塗布されている。グリス以外で同様な熱伝導効果を得るものとして熱伝導性の良いシート材料を用いてもよい。
【００３６】
ペルチェ素子１２の下部には増幅部３の構成部品が配置されたベース板１３がある。ベース板１３は、開口１４、１５を備えた中空構造になっており、開口１４、１５に接続された不図示の配管を介して冷却水が流れる構造となっている。金属ブロック１１の温度を下げるときに、この冷却水によってペルチェ素子１２の下面の冷却が促進される。
【００３７】
ＰＣＲプレート８の上部にはアルミや銅合金などの熱伝導性の良い金属により構成された加熱板１６が配置されている。加熱板１６の上部にはペルチェ素子１７が配置されている。ペルチェ素子１２と接触する加熱板１６の接触面をペルチェ素子１２の表面と密着させてペルチェ素子１２から加熱板１６へ熱を確実に伝える必要がある。そのため、加熱板１６の接触面とペルチェ素子１２の接触面にはグリス（不図示）が塗布されている。
【００３８】
ペルチェ素子１７の上部には金属材料でできた冷却ブロック１８が、上記と同様に両ペルチェ素子１７と冷却ブロック１８との接触面にグリスを介して固定されている。ペルチェ素子１７の上面から放熱するときに、冷却ブロック１８によって冷却することで放熱を促進させる。
【００３９】
冷却ブロック１８は、開口１９、２０を備えた中空構造になっており、開口１９、２０に接続された不図示の配管を介して冷却水が流れる構造となっている。
【００４０】
加熱板１６、ペルチェ素子１７および冷却ブロック１８は一つのユニット（天板ユニット２１）として構成されている。天板ユニット２１は不図示の駆動手段により、移動可能に構成されている。
【００４１】
使用者がＰＣＲプレート８を増幅部３にセットするときは、天板ユニット２１が退避位置にあってセット作業を妨げない状態になっている。増幅反応時は加熱位置にあってＰＣＲプレート８を上部から加熱する。
【００４２】
次にＤＮＡ検査装置の動作をもとに本発明の説明を進める。
【００４３】
まず、ＤＮＡ検査装置１の抽出、増幅、ハイブリの各工程ユニットにそれぞれ試薬が充填された容器をセットする。抽出部２では血液、尿などの生体試料がセットされて公知の手段によりＤＮＡを含む溶液が得られる。抽出が終了するまでに増幅部３にはＰＣＲプレート８がセットされている。
【００４４】
ＤＮＡを含むこの核酸溶液をピペット部６に取り付けたピペットチップ（不図示）に吸引して増幅部３に移動させる。このときピペットチップは、抽出部２で使用したものから新しいものに交換される。
【００４５】
溶液の移動に先立って、移動先の増幅用容器１１０を覆うラミネートフィルム１０２に穴をあけておく必要がある。
【００４６】
図５は、穴あけ直前の容器装置の状態を示すものである。核酸溶液１０１は容器１１０の開口部１０を通じて容器１１０内に収容される。ラミネートフィルム１０２で容器１１０の開口部１０を覆って溶液１０１を封止する。薄厚の弾性部材１０３をラミネートフィルム１０２の上方に配置して、弾性部材１０３でラミネートフィルム１０２を覆う。このようにして、ラミネートフィルム１０２と弾性部材１０３とで覆われた容器１１０が設けられる。穴あけカッター１０８は不図示の駆動源により容器１１０の弾性部材１０３の上方に配置され、位置決めされている。この状態から穴あけカッター１０８を不図示の駆動系により下方へ動かして、穴あけカッター１０８を弾性部材１０３に当接させる。穴あけカッター１０８をさらに溶液１０１の方向に下げていくと、弾性部材１０３は溶液１０１側に弾性変形する。その後、弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２の第２の面１０２２に接触する。穴あけカッター１０８をさらに容器１１０内に進入させると、穴あけカッター１０８は弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断する。穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２を破断したときに、弾性部材１０３は、破断されずに、穴あけカッター１０８とラミネートフィルム１０２とが接触することを防止することができる。穴あけカッター１０８を所定位置まで下げきるとラミネートフィルム１０２には、ピペットチップが通過可能な穴が形成される。図６は、ラミネートフィルム１０２が破れた後、穴あけカッター１０８が最下点に到達した状態である。
【００４７】
この状態から穴あけカッター１０８を上昇させると弾性部材１０３は復元力により元の形状に戻り図７のようになる。このとき、弾性部材１０３の形状が十分には戻らずに多少溶液１０１側に撓んだ状態になることも許容できる。
【００４８】
穴あけカッター１０８は、図５と同じ位置に戻った後に待機位置に戻される。
【００４９】
次に、図８に示すようにＤＮＡ検査装置１の本体側のアクチュエータ１０９を枠１０４の凸部１０７に引っ掛け、支点Ｆとして機能する角部１０６を中心にヒンジ部１０５を回転させる。これにより、容器１１０は、開口部１０において弾性部材１０３の被覆が解除され、開放状態となる。図８の中でアクチュエータ１０９が一番右上にあり枠１０４および弾性部材１０３がほぼ直立しているところが開放状態である。アクチュエータ１０９は、図８のようにヒンジ部１０５の回動に追従するように駆動する。
【００５０】
核酸溶液を吸引したピペットチップを容器１１０の真上に移動させた後、吐出位置まで下降させる。そして、ピペットチップ内の溶液を容器１１０に吐出する。このときアクチュエータ１０９で開放状態を維持したままピペットチップを駆動してもよい。または、開放状態にした後にアクチュエータ１０９を凸部１０７から離し、ピペッティングの際にピペットチップ近傍に配置した不図示のガイド部材で枠１０４の開放状態を維持する構成でもよい。
【００５１】
以上のように穴あけカッター１０８は、弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２に作用し、ラミネートフィルム１０２を変形させた後、破断させる。この破断状態において弾性部材１０３は、破断されずに、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２と接触することを防止している。これにより、容器１１０内の溶液１０１は穴あけカッター１０８に接触しない。ゆえに、溶液１０１が穴あけカッター１０８の表面に付着することはなくなる。また、穴あけカッター１０８の表面に異物、ホコリが付いていても、穴あけカッター１０８の表面から落下した異物、ホコリを穴あけカッター１０８と溶液１０１との間に介在する弾性部材１０３の表面が受容する。したがって、ラミネートフィルム１０２の第２の面１０２２上に異物、ホコリが落ちることを低減できるとともに、溶液１０１内に異物、ホコリが混入するおそれを回避することができる。
【００５２】
また、弾性部材１０３はラミネートフィルム１０２が穴あけされた後、容器１１０の開口部１０を覆い、溶液１０１を封止する手段として機能する。弾性部材１０３は薄厚の膜形状であることによって、容器１１０の高さと弾性部材１０３の薄厚とを有する容器装置１００の高さを従来よりも抑えることができる。したがって、容器装置を従来よりも小型化することができる。
【００５３】
次に増幅工程の説明をする。所定の容器１１０に溶液１０１を吐出したら、ピペットチップはＰＣＲプレート８上から退避させる。開放位置にあった枠１０４を図９に示すようにアクチュエータ１０９によって容器１１０方向に動かしていき容器１１０に対して圧入する。退避していた天板ユニット２１は枠１０４および弾性部材１０３と対向する位置まで戻る。次にＰＣＲプレート８と金属ブロック１１は、不図示の駆動機構により図の下方より上昇し、天板ユニット２１の加熱板１６に対して押圧される。これにより、ＰＣＲプレート８の底部９と金属ブロック１１の嵌合部分とが密着し、図６の状態となる。このときのＰＣＲプレート８の拡大側面図は図１０に示す通りである。加熱板１６は、枠１０４の内側に保持された弾性部材１０３に接触し、容器１１０を上部から加熱する。図１０は、図４の右側面図でもあり、紙面奥行き方向の容器１１０でＰＣＲを実施する。このとき天板ユニット２１は、ＰＣＲプレート８の容器を１ヶ所あたり５０〜１００ｇｆ、場合によってはそれ以上の力で押圧できる構造となっている。
【００５４】
このように容器１１０を押圧した状態でＰＣＲを開始する。約９２℃〜５５℃〜７２℃の間で所定の保持時間、サイクル数でＰＣＲを実施することにより容器１１０内のＤＮＡは増幅される。
【００５５】
ＤＮＡ増幅終了後、先に記載した手順と同じ手順により天板ユニット２１を退避させる。さらに、アクチュエータ１０９で枠１０４および弾性部材１０３を開放し、ピペットチップで各容器の増幅産物を吸引し不図示の精製部まで搬送する。再びアクチュエータ１０９で枠１０４および弾性部材１０３を閉じる。
【００５６】
精製部にも抽出容器やＰＣＲプレートと同様な容器がセットされており、その容器の中にはあらかじめ精製に用いる磁性粒子、精製液、洗浄液、溶出液などが充填されている。増幅産物を精製容器に吐出する際のピペットチップの動きは抽出部２から増幅部３に溶液を移動したときと同じなので説明は省略する。
（第２の実施例）
本発明の第１の実施例に係る容器装置では、穴あけ手段である穴あけカッターが単一の部材で構成されている。しかし、本発明はこの構成に限定されものではない。すなわち、穴あけ手段を複数の部材で構成することができる。第２の実施例に係る容器装置では、２つの部材（押圧部材および切断部材）で構成された穴あけ手段を規定する。
【００５７】
本発明の第２の実施例に係る容器装置を図１１から１３を参照して詳細に説明する。第１の実施例と同じ構成要素については、同じ符号が付されている。
【００５８】
第２の実施例の容器装置１１８のラミネートフィルム１０２を破断させる貫通手段は、切断部材である穴あけカッター１１１と押圧部材１１２とで構成されている。穴あけカッター１１１は押圧部材１１２から着脱可能である。
【００５９】
穴あけカッター１１１はＰＣＲプレート８に不図示の保持手段で固定される。穴あけカッター１１１の先端部は、鋭利になっており弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断可能に構成されている。
【００６０】
押圧部材１１２は、穴あけカッター１１１を押圧することで、弾性部材１０３を介して穴あけカッター１１１を容器１１４内に進入させる。押圧部材１１２の外周面は、穴あけカッター１１１の凹部を形成している内周面にきつめに接触するように形成されている。枠１０４はヒンジ部１０５と一体的に形成されている。枠１０４の端部には第１の実施例と同様に凸部１０７が設けられている。枠１０４は、容器１１４に圧入可能な内周面を有し、支点Ｆとして機能する角部１０６を中心に回動する。枠１０４は、第１の実施例と同様に、図１１中不図示のアクチュエータで凸部１０７を引っ掛けて容器１１４の開口部１０を開閉する。
【００６１】
次に、ラミネートフィルム１０２に穴をあける際の容器装置の動作を説明する。
【００６２】
押圧部材１１２を穴あけカッター１１１の上方に移動後、下降させて図１１に示すように穴あけカッター１１１の凹部に挿入する。次に図１２のように、弾性部材１０３の上方に穴あけカッター１１１を移動後、下降させて弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破る。その後、穴あけカッター１１１をさらに下降させ、穴あけカッター１１１のフランジ部１１７が枠１０４に突き当たる時点で穴あけカッター１１１を停止させる。その後、押圧部材１１２と穴あけカッター１１１を引き上げて待機位置に戻す。穴あけカッター１１１の凹部には押圧部材１１２がきつめに圧入されているので、穴あけ動作中に穴あけカッター１１１は押圧部材１１２から外れないようになっている。
【００６３】
図１３は、全ての容器１１４の穴あけが終了した状態を示す図である。穴あけカッター１１１と押圧部材１１２とを容器１１４に近接したカッター保持部１１５の上方に移動後、下降させる。ある程度の高さまで下げたらＤＮＡ検査装置１側に備えられた除去手段１１６によって穴あけカッター１１１を押圧部材１１２から離脱させる。除去手段１１６は、押圧部材１１２と相対的に上下動可能に構成されており、穴あけカッター１１１のフランジ部１１７を押し下げる。離脱した穴あけカッター１１１は、カッター保持部１１５で不図示の固定手段により保持される。穴あけカッター１１１は、カッター保持部１１５ではなくＤＮＡ検査装置１内の所定位置にまとめて保管される形態でもよい。
【００６４】
以上のように本実施例では貫通手段が押圧部材１１２と穴あけカッター１１１とで構成されている。これにより、押圧部材１１２の穴あけカッター１１１への押圧力（すなわち、押圧部材１１２の外周面と穴あけカッター１１１の凹部を形成している内周面との接触圧力）を調整することができる。そのため、弾性部材１０３を介した穴あけカッター１１１からラミネートフィルム１０２への押圧力を調整できる。したがって、この押圧力調整によりラミネートフィルム１０２に設けられる貫通孔の大きさを調節することができる。
【００６５】
さらに、穴あけカッター１１１は押圧部材１１２から着脱可能である。これにより、押圧部材１１２は、穴あけカッター１１１と接触する外周面が磨耗しない限り、幾度でも再使用可能である。一方、穴あけカッター１１１は、押圧部材１１２と接触する内周面の磨耗が進んだら、別の部品と交換または単独で廃棄することができる。
【００６６】
また、ラミネートフィルム１０２に貫通孔が設けられた時点において弾性部材１０３は穴あけカッター１１１と溶液１０１との間に配置される。そのため、容器１１４内の溶液１０１が穴あけカッター１１１に接触しない容器装置１１８の構成となる。ゆえに、溶液１０１が穴あけカッター１１１の表面に移ることはなくなる。また、穴あけカッター１１１の表面に異物、ホコリが付いていても、穴あけカッター１１１の表面から落下した異物、ホコリを穴あけカッター１１１と溶液１０１との間に介在する弾性部材１０３の表面が受容する。したがって、ラミネートフィルム１０２の第２の面１０２２上に異物、ホコリが落ちることを低減できるとともに、溶液１０１内に異物、ホコリが混入するおそれを回避することができる。
【００６７】
穴あけカッター１１１は穴あけ時以外はカッター保持部１１５に保持される。また、弾性部材１０３は薄厚の膜形状である。これらにより、容器装置１１８の高さは従来に比べ増加しない。したがって、容器装置の大型化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るＤＮＡ検査装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係るＰＣＲプレートを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る容器装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る増幅反応中の状態の容器装置を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る穴あけ直前の状態の容器装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る穴あけカッターが最下点にある状態の容器装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る穴あけ終了後、容器の開口部が閉じられた状態の容器装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る容器の開口部を開放するときのアクチュエータの動きを示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る容器の開口部を閉じるときのアクチュエータの動きを示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る増幅反応中の状態の容器装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る容器装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る穴あけカッターが最下点にある状態の容器装置を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る穴あけカッターを押圧部材から取り外す状態の容器装置を示す断面図である。
【図１４】従来の容器装置の一形態を示す断面図である。
【図１５】従来の容器装置の別形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ ＤＮＡ検査装置
１０ 開口部
１００、１１８ 容器装置
１０１ 溶液
１０２ ラミネートフィルム
１０３ 弾性部材
１０４ 枠
１０８、１１１ 穴あけカッター
１０９ アクチュエータ
１１０、１１４ 容器
１１２ 押圧部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液が充填された容器を有する容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ（Deoxyribonucleic Acid）検査の工程では、様々な種類の試薬が使用される。こうした試薬を自動装置で簡単に扱うために、１回の検査で使用する量があらかじめ充填された、いわゆるプレパックされた試薬容器を備えた容器装置が使用されている。
【０００３】
このプレパックされた試薬容器は、プラスチックの容器に試薬を充填した後に、その開口部に試薬を封止する部材が固定された構成である。さらに、この試薬容器は、試薬を封止する封止部材によって試薬が外に漏れるのを防ぎ、製造されてから使用開始までの長期間にわたる保存に耐えられるように構成されている。
【０００４】
容器を検査に使うときは、容器をＤＮＡ検査装置にセットし、この装置内に配設された先端が鋭利な凸形状の穴あけ部材が容器に向かって下降する。穴あけ部材により封止部材は破断される。以上により容器内部の試薬類を取り出したり、容器へ液体を加えたりすることが可能となる（特許文献１参照）。
【０００５】
ＤＮＡ検査装置が穴あけ部材を有する構成においては、以下のような課題が生じる可能性がある。
（１）封止部材の裏面に付着している試薬が、穴をあけた際に穴あけ部材である穴あけ用カッターに移動してしまう。
（２）封止部材の表面に付着した異物、ホコリが、穴をあけた際に穴あけ用カッターに移動してしまう。
【０００６】
穴あけ用カッターは、試薬で濡れたまま放置されると、周囲の異物、ホコリが付着しやすくなる。穴あけ用カッターに付着した異物、ホコリは、次の検査以降の容器に穴あけ用カッターで穴をあけたときに封止部材の表面に付着してしまう。この容器にピペットチップを進入させる際に封止部材の表面に付着した異物、ホコリを含む汚れがピペットチップの外周面に付着する。ピペットチップが溶液内に深く進入されたときに、その外周面に付着した汚れが溶液内に流出する。その汚れによって容器内における試薬の反応が阻害される。
【０００７】
特にＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）のように異物に影響されやすい試薬（酵素）を用いた反応においては、核酸が増幅しないという重大な影響が出る。
【０００８】
上記課題を解決する手段として、容器の開口部を覆うフタで封止部材であるフィルムを破断する構成が考えられる。この破断構成を有する容器装置が、特許文献２および３に開示されている。
【０００９】
特許文献２の容器装置では、容器の開口部を封止する封止部材として機能するシールブレイカー９が、シール部材を破断、貫通させる貫通手段としても機能している（図１４参照）。シールブレイカー９の裏側（溶液側）にシール部材を破る破断突起１８が、シールブレイカー９と一体的に形成されている。ＤＮＡ検査で容器を使用するときには、シールブレイカー９を手で押し込んで破断突起１８を容器方向へ押し下げることで、破断突起１８は容器内に進入する。
【００１０】
特許文献３の容器装置では、シール部材２６の上方に先端が鋭利なピストン部材２４が配置される（図１５参照）。ピストン部材２４はシール部材２６を貫通させる貫通手段および溶液の容器外への漏れを防止する封止部材として機能している。ヘックス突起４０がピストン部材２４の上部にピストン部材２４と一体的に形成されている。ヘックス突起４０に当接する外部からの押し出し部材により、ピストン部材２４は試薬が流れ出るウェルの方向へ押し下げられる。このようにピストン部材２４を押し下げることで、ピストン部材２４によりシール部材２６は破断される。
【特許文献１】特開２００３−３２９６９６号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８１７号公報
【特許文献３】特許第３８２３０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
どちらの特許文献の容器装置でも、シール部材を貫通させる貫通手段として機能する破断突起とピストン部材の先端部とが容器の溶液を封止する蓋部分に一体化された構成が開示されている。しかしながら、特許文献２および３で開示された容器装置には、以下の課題がある。
【００１２】
特許文献２で開示された容器装置では、シールブレイカーの破断突起がシール部材と直接触れる構成である。そのため、破断突起でシール部材を貫通させる際、破断突起の表面に付着した異物、ホコリがシール部材の表面に移動する。その後、ピペットチップを容器内に進入させると、異物、ホコリが付着したシール部材とピペットチップが接触する。その際、シール部材の表面に付着した異物、ホコリがピペットチップの外周面に移る。このピペットチップが容器内に深く進入され、容器内に収容された溶液に接触すると、ピペットチップの外周面の異物、ホコリが溶液内に混入するおそれがある。この異物混入により、上記のように核酸の増幅工程において核酸が増幅しないという問題が生じる。
【００１３】
さらに、シールブレイカーが容器の開口部を覆った状態では、破断突起が容器内に進入する方向の破断突起の長さが容器の高さ方向長さに付加された容器装置の構成となっている。すなわち、この容器装置は、破断突起がない形態の容器装置に比べて高さが増大している。したがって、破断突起の大きさの分だけ容器を含む容器装置は大型化してしまう問題もある。
【００１４】
一方、特許文献３で開示された容器装置では、ピストン部材がシール部材と直接触れる構成である。そのため、ピストン部材でシール部材を貫通させる際、ピストン部材の表面に付着した異物、ホコリがシール部材の表面に移動する。その後、ピペットチップを容器内に進入させると、異物、ホコリが付着したシール部材とピペットチップが接触する。その際、シール部材の異物、ホコリがピペットチップの外周面に移る。このピペットチップが容器内に深く進入され、容器内に収容された溶液に接触すると、ピペットチップの外周面の異物、ホコリが試薬内に混入するおそれがある。この異物混入により、上記のように核酸の増幅工程において核酸が増幅しないという問題が生じる。
【００１５】
さらに、ヘックス突起は、ピストン部材と一体的に形成されて、ピストン部材を容器内へ押し込む押し込み手段として機能している。ヘックス突起の側壁の高さの分だけ、ヘックス突起を一体的に有するピストン部材もヘックス突起がない場合に比べ必然的に高くなる。したがって、このピストン部材を有する容器装置全体は、ヘックス突起がないピストン部材を有する容器装置に比べ大型化してしまうという問題もある。
【００１６】
ＤＮＡ検査装置で使用される容器は使い捨てであることが多く、多数の容器をまとめて購入し保管されることが想定される。保管スペースはなるべく小さくしたいので、容器の大型化は、保管スペースを増大させることにつながるため好ましくない。特に、上記のような容器とシール部材とを含む容器装置の高さ増大は、容器装置の上にさらに他の容器装置を載置する場合に保管スペースの高さに制約があるため、より好ましくない。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容器の大型化を防ぎながら周囲の異物、ホコリが容器内に入るのを防ぐことができる容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様の容器装置は、開口部を有し、開口部を通じて液体を収容可能な容器と、開口部を覆って液体を封止するための封止部材と、封止部材を覆うための薄厚の隔離部材と、隔離部材の上方から移動し、隔離部材を介して封止部材を破断することのできる貫通手段と、を有し、隔離部材は、貫通手段が封止部材を破断したときに破断されず、貫通手段が封止部材と接触することを防止することができる。
【００１９】
本発明の一態様の容器装置の貫通方法は、内部に液体が収容され、開口部が封止部材で覆われ、封止部材が薄厚の隔離部材で覆われた容器を設けるステップと、貫通手段が、隔離部材の上方から移動し、隔離部材を介して封止部材を破断するステップと、を有し、隔離部材は、貫通手段が封止部材を破断したときに破断されず、貫通手段が封止部材と接触することを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、隔離部材は、貫通手段が封止部材を破断したときに破断されず、貫通手段が封止部材と接触することを防止することができる。これにより、貫通手段と容器内の液体とは接触することがない。さらに、隔離部材は薄厚である。そのため、容器の高さと隔離部材の薄厚とを有する容器装置の高さは抑えられる。したがって、容器の大型化を防ぎながら周囲の異物、ホコリが容器内に入るのを防ぐことができる容器装置、これを備えたＤＮＡ検査装置およびその貫通方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本発明が適用されるＤＮＡ検査装置の増幅部を構成する容器装置については詳細に説明する。
（第１の実施例）
図１に本発明の実施例に係るＤＮＡ検査装置の概略図を示す。
【００２２】
ＤＮＡ検査装置１は、抽出部２と、増幅部３と、ハイブリダイゼーション部４と、検出部５とを有する。抽出部２では、生体試料からＤＮＡを抽出する。増幅部３では、抽出部２で抽出されたＤＮＡを増幅させる。なお、増幅部３は、本発明の第１の実施例または第２の実施例の容器装置１００、１１８で構成される。ハイブリダイゼーション部４では、増幅部３で増幅されたＤＮＡをプローブＤＮＡと結合させる。検出部５では、ハイブリダイゼーション部４で結合されたＤＮＡが確実にプローブＤＮＡと結合したかどうかを検出する。さらに、ＤＮＡ検査装置１は、上記の構成部以外にも搬送部、ピペット部６、ピペット搬送部、ピペットチップ保持部、ピペット廃棄部などから構成されている（搬送部とピペット搬送部以降のＤＮＡ検査装置構成部とは不図示）。搬送部は、図２に示すＰＣＲプレート８を搬送する。ピペット部６は、ＰＣＲプレート８およびその他の部分に溶液を供給、吐出する。ピペット廃棄部は、使用済みピペットチップを収容する。
【００２３】
ピペット部６は、リードスクリュー（不図示）を利用したピペット搬送部により矢印７のように上下前後左右に移動可能に構成されており、抽出、増幅、ハイブリの工程間で溶液を移動させる。
【００２４】
図２にＰＣＲプレート８を示す。８×１２個の試料管が構成されている。各容器の底部９（先端部）は、後述する金属ブロックと嵌合可能な形状になっている。本実施例では、ＰＣＲプレートにはＰＣＲに使用する酵素の他に、ＰＣＲ後の溶液を精製するための溶液があらかじめ充填されている。
【００２５】
容器の開口部１０においては、外部からの異物混入を防ぐためにアルミと樹脂でできているラミネートフィルムが接着、熱溶着もしくは超音波溶着で固定されている。これにより、溶液が蒸発するのを防ぎ、溶液の長期間保存に対応できるように構成されている。図２では、ラミネートフィルム、後述する封止部材およびその周辺の機構部材を省略した状態が示されている。
【００２６】
図３にＰＣＲプレートを含む容器装置の断面図（ＰＣＲプレートについては図２の側面図）を示す。容器装置１００は、ＰＣＲプレート８と、ラミネートフィルム１０２と、弾性部材１０３と、穴あけカッター１０８と、アクチュエータ１０９とを有する。
【００２７】
ＰＣＲプレート８には、開口部１０を通じて試薬液体である溶液１０１を収容可能な容器１１０が設けられている。溶液１０１は容器１１０の内部に増幅反応前に予め充填されている。容器１１０を構成する側壁の側面からはプレート部１１９が側方に延びている。プレート部１１９の上端面には枠１０４が設けられており、枠１０４はプレート部１１９の上端面から上方に逆Ｌ字を有して延びている。枠１０４は弾性部材１０３を保持する保持部材である。枠１０４はヒンジ部１０５と凸部１０７とを備えている。ヒンジ部１０５の下端はＰＣＲプレート８の上端面に固定されており、ヒンジ部１０５は角部１０６を支点Ｆとして回動可能である。ヒンジ部１０５を備える枠１０４は、支点Ｆ周りにアクチュエータ１０９によって回動されることで容器１１０の開口部１０から取り外される。凸部１０７は、容器１１０と嵌合し、その内周面と容器１１０の側壁の外周面とは密着する。
【００２８】
ラミネートフィルム１０２は、容器１１０と対向する第１の面１０２１と第１の面１０２１の反対側の面を構成する第２の面１０２２とを有する。第１の面１０２１と第２の面１０２２とは略平行であり、第１の面１０２１と第２の面１０２２との間隔は小さい。これにより、ラミネートフィルム１０２は薄膜形状を有している。ラミネートフィルム１０２は、容器１１０の側壁の上端面に固定され、容器１１０の開口部１０を覆っている。これにより、ラミネートフィルム１０２は、容器１１０内の溶液１０１が容器１１０外へ漏れるのを防ぐとともに、外部から異物、ホコリが溶液１０１内へ混入するのを防止する封止部材として機能している。
【００２９】
弾性部材１０３は、容器１１０の開口部１０を形成する側壁の外周面の径とほぼ同じ大きさに形成されており、薄厚の膜形状を有している。弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２と穴あけカッター１０８との間に配置されている。弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２と穴あけカッター１０８とを隔離し、かつラミネートフィルム１０２を覆うための隔離被覆手段として機能する隔離部材である。弾性部材１０３は、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２を破断したときに破断されず、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２と接触することを防止することができる。さらに、弾性部材１０３は、弾性体であるため復元可能に変形する。弾性部材１０３の側面と枠１０４の凸部１０７とは密着しており、弾性部材１０３は枠１０４により一端が保持されている。増幅反応時には、弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２を介して容器１１０の開口部１０を覆っている。増幅反応終了後、アクチュエータ１０９により図３において時計回りに支点Ｆを中心として弾性部材１０３が回動されることで、弾性部材１０３で覆われていた開口部１０は開放される。
【００３０】
薄膜状の弾性部材１０３の材質は、穴あけカッター１０８が当接したときに切れたり避けたりしない条件を満たすように材料と厚みが決定されている。その材料は、合成ゴム、天然ゴムから選択される。また、弾性変形するような形状に成形されたプラスチック材料であってもよい。
【００３１】
穴あけカッター１０８は、弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断することができる貫通手段として機能する。穴あけカッター１０８は、ラミネートフィルム１０２に穴あけすることが可能な凸形状の先端部を有している。さらに、穴あけカッター１０８は、ステンレスやアルミといった金属材料とプラスチック材料とでできている。穴あけカッター１０８は、ＤＮＡ検査装置１側に構成された不図示の駆動源により図３における上下左右方向に動かされる。穴あけカッター１０８は、ラミネートフィルム１０２に穴をあけるときに薄厚の弾性部材１０３を破断しないように先端がわずかに丸められている。
【００３２】
アクチュエータ１０９は、弾性部材１０３を回動させる回動手段として機能し、不図示の駆動源により動かされる。アクチュエータ１０９は、枠１０４に形成された凸部１０７に作用し枠１０４を開閉させる。アクチュエータ１０９は、保持部材である枠１０４の一端の角部１０６を支点Ｆとして弾性部材１０３を回動する。
【００３３】
次に図４を参照して増幅反応中の増幅部３の容器装置１００の構成を説明する。
【００３４】
金属ブロック１１はＰＣＲプレート８と嵌合する。金属ブロック１１には、アルミや銅合金などの熱伝導性の良い金属により構成され、９６個のウェル（穴部）が点線のように形成されている。
【００３５】
金属ブロック１１の下部には金属ブロック１１を加熱するペルチェ素子１２が配置されている。ペルチェ素子１２と接触する金属ブロック１１の接触面をペルチェ素子１２の表面と密着させてペルチェ素子１２から金属ブロック１１へ熱を確実に伝える必要がある。そのため、金属ブロック１１の接触面とペルチェ素子１２の接触面にはグリス（不図示）が塗布されている。グリス以外で同様な熱伝導効果を得るものとして熱伝導性の良いシート材料を用いてもよい。
【００３６】
ペルチェ素子１２の下部には増幅部３の構成部品が配置されたベース板１３がある。ベース板１３は、開口１４、１５を備えた中空構造になっており、開口１４、１５に接続された不図示の配管を介して冷却水が流れる構造となっている。金属ブロック１１の温度を下げるときに、この冷却水によってペルチェ素子１２の下面の冷却が促進される。
【００３７】
ＰＣＲプレート８の上部にはアルミや銅合金などの熱伝導性の良い金属により構成された加熱板１６が配置されている。加熱板１６の上部にはペルチェ素子１７が配置されている。ペルチェ素子１２と接触する加熱板１６の接触面をペルチェ素子１２の表面と密着させてペルチェ素子１２から加熱板１６へ熱を確実に伝える必要がある。そのため、加熱板１６の接触面とペルチェ素子１２の接触面にはグリス（不図示）が塗布されている。
【００３８】
ペルチェ素子１７の上部には金属材料でできた冷却ブロック１８が、上記と同様に両ペルチェ素子１７と冷却ブロック１８との接触面にグリスを介して固定されている。ペルチェ素子１７の上面から放熱するときに、冷却ブロック１８によって冷却することで放熱を促進させる。
【００３９】
冷却ブロック１８は、開口１９、２０を備えた中空構造になっており、開口１９、２０に接続された不図示の配管を介して冷却水が流れる構造となっている。
【００４０】
加熱板１６、ペルチェ素子１７および冷却ブロック１８は一つのユニット（天板ユニット２１）として構成されている。天板ユニット２１は不図示の駆動手段により、移動可能に構成されている。
【００４１】
使用者がＰＣＲプレート８を増幅部３にセットするときは、天板ユニット２１が退避位置にあってセット作業を妨げない状態になっている。増幅反応時は加熱位置にあってＰＣＲプレート８を上部から加熱する。
【００４２】
次にＤＮＡ検査装置の動作をもとに本発明の説明を進める。
【００４３】
まず、ＤＮＡ検査装置１の抽出、増幅、ハイブリの各工程ユニットにそれぞれ試薬が充填された容器をセットする。抽出部２では血液、尿などの生体試料がセットされて公知の手段によりＤＮＡを含む溶液が得られる。抽出が終了するまでに増幅部３にはＰＣＲプレート８がセットされている。
【００４４】
ＤＮＡを含むこの核酸溶液をピペット部６に取り付けたピペットチップ（不図示）に吸引して増幅部３に移動させる。このときピペットチップは、抽出部２で使用したものから新しいものに交換される。
【００４５】
溶液の移動に先立って、移動先の増幅用容器１１０を覆うラミネートフィルム１０２に穴をあけておく必要がある。
【００４６】
図５は、穴あけ直前の容器装置の状態を示すものである。核酸溶液１０１は容器１１０の開口部１０を通じて容器１１０内に収容される。ラミネートフィルム１０２で容器１１０の開口部１０を覆って溶液１０１を封止する。薄厚の弾性部材１０３をラミネートフィルム１０２の上方に配置して、弾性部材１０３でラミネートフィルム１０２を覆う。このようにして、ラミネートフィルム１０２と弾性部材１０３とで覆われた容器１１０が設けられる。穴あけカッター１０８は不図示の駆動源により容器１１０の弾性部材１０３の上方に配置され、位置決めされている。この状態から穴あけカッター１０８を不図示の駆動系により下方へ動かして、穴あけカッター１０８を弾性部材１０３に当接させる。穴あけカッター１０８をさらに溶液１０１の方向に下げていくと、弾性部材１０３は溶液１０１側に弾性変形する。その後、弾性部材１０３は、ラミネートフィルム１０２の第２の面１０２２に接触する。穴あけカッター１０８をさらに容器１１０内に進入させると、穴あけカッター１０８は弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断する。穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２を破断したときに、弾性部材１０３は、破断されずに、穴あけカッター１０８とラミネートフィルム１０２とが接触することを防止することができる。穴あけカッター１０８を所定位置まで下げきるとラミネートフィルム１０２には、ピペットチップが通過可能な穴が形成される。図６は、ラミネートフィルム１０２が破れた後、穴あけカッター１０８が最下点に到達した状態である。
【００４７】
この状態から穴あけカッター１０８を上昇させると弾性部材１０３は復元力により元の形状に戻り図７のようになる。このとき、弾性部材１０３の形状が十分には戻らずに多少溶液１０１側に撓んだ状態になることも許容できる。
【００４８】
穴あけカッター１０８は、図５と同じ位置に戻った後に待機位置に戻される。
【００４９】
次に、図８に示すようにＤＮＡ検査装置１の本体側のアクチュエータ１０９を枠１０４の凸部１０７に引っ掛け、支点Ｆとして機能する角部１０６を中心にヒンジ部１０５を回転させる。これにより、容器１１０は、開口部１０において弾性部材１０３の被覆が解除され、開放状態となる。図８の中でアクチュエータ１０９が一番右上にあり枠１０４および弾性部材１０３がほぼ直立しているところが開放状態である。アクチュエータ１０９は、図８のようにヒンジ部１０５の回動に追従するように駆動する。
【００５０】
核酸溶液を吸引したピペットチップを容器１１０の真上に移動させた後、吐出位置まで下降させる。そして、ピペットチップ内の溶液を容器１１０に吐出する。このときアクチュエータ１０９で開放状態を維持したままピペットチップを駆動してもよい。または、開放状態にした後にアクチュエータ１０９を凸部１０７から離し、ピペッティングの際にピペットチップ近傍に配置した不図示のガイド部材で枠１０４の開放状態を維持する構成でもよい。
【００５１】
以上のように穴あけカッター１０８は、弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２に作用し、ラミネートフィルム１０２を変形させた後、破断させる。この破断状態において弾性部材１０３は、破断されずに、穴あけカッター１０８がラミネートフィルム１０２と接触することを防止している。これにより、容器１１０内の溶液１０１は穴あけカッター１０８に接触しない。ゆえに、溶液１０１が穴あけカッター１０８の表面に付着することはなくなる。また、穴あけカッター１０８の表面に異物、ホコリが付いていても、穴あけカッター１０８の表面から落下した異物、ホコリを穴あけカッター１０８と溶液１０１との間に介在する弾性部材１０３の表面が受容する。したがって、ラミネートフィルム１０２の第２の面１０２２上に異物、ホコリが落ちることを低減できるとともに、溶液１０１内に異物、ホコリが混入するおそれを回避することができる。
【００５２】
また、弾性部材１０３はラミネートフィルム１０２が穴あけされた後、容器１１０の開口部１０を覆い、溶液１０１を封止する手段として機能する。弾性部材１０３は薄厚の膜形状であることによって、容器１１０の高さと弾性部材１０３の薄厚とを有する容器装置１００の高さを従来よりも抑えることができる。したがって、容器装置を従来よりも小型化することができる。
【００５３】
次に増幅工程の説明をする。所定の容器１１０に溶液１０１を吐出したら、ピペットチップはＰＣＲプレート８上から退避させる。開放位置にあった枠１０４を図９に示すようにアクチュエータ１０９によって容器１１０方向に動かしていき容器１１０に対して圧入する。退避していた天板ユニット２１は枠１０４および弾性部材１０３と対向する位置まで戻る。次にＰＣＲプレート８と金属ブロック１１は、不図示の駆動機構により図の下方より上昇し、天板ユニット２１の加熱板１６に対して押圧される。これにより、ＰＣＲプレート８の底部９と金属ブロック１１の嵌合部分とが密着し、図６の状態となる。このときのＰＣＲプレート８の拡大側面図は図１０に示す通りである。加熱板１６は、枠１０４の内側に保持された弾性部材１０３に接触し、容器１１０を上部から加熱する。図１０は、図４の右側面図でもあり、紙面奥行き方向の容器１１０でＰＣＲを実施する。このとき天板ユニット２１は、ＰＣＲプレート８の容器を１ヶ所あたり５０〜１００ｇｆ、場合によってはそれ以上の力で押圧できる構造となっている。
【００５４】
このように容器１１０を押圧した状態でＰＣＲを開始する。約９２℃〜５５℃〜７２℃の間で所定の保持時間、サイクル数でＰＣＲを実施することにより容器１１０内のＤＮＡは増幅される。
【００５５】
ＤＮＡ増幅終了後、先に記載した手順と同じ手順により天板ユニット２１を退避させる。さらに、アクチュエータ１０９で枠１０４および弾性部材１０３を開放し、ピペットチップで各容器の増幅産物を吸引し不図示の精製部まで搬送する。再びアクチュエータ１０９で枠１０４および弾性部材１０３を閉じる。
【００５６】
精製部にも抽出容器やＰＣＲプレートと同様な容器がセットされており、その容器の中にはあらかじめ精製に用いる磁性粒子、精製液、洗浄液、溶出液などが充填されている。増幅産物を精製容器に吐出する際のピペットチップの動きは抽出部２から増幅部３に溶液を移動したときと同じなので説明は省略する。
（第２の実施例）
本発明の第１の実施例に係る容器装置では、穴あけ手段である穴あけカッターが単一の部材で構成されている。しかし、本発明はこの構成に限定されものではない。すなわち、穴あけ手段を複数の部材で構成することができる。第２の実施例に係る容器装置では、２つの部材（押圧部材および切断部材）で構成された穴あけ手段を規定する。
【００５７】
本発明の第２の実施例に係る容器装置を図１１から１３を参照して詳細に説明する。第１の実施例と同じ構成要素については、同じ符号が付されている。
【００５８】
第２の実施例の容器装置１１８のラミネートフィルム１０２を破断させる貫通手段は、切断部材である穴あけカッター１１１と押圧部材１１２とで構成されている。穴あけカッター１１１は押圧部材１１２から着脱可能である。
【００５９】
穴あけカッター１１１はＰＣＲプレート８に不図示の保持手段で固定される。穴あけカッター１１１の先端部は、鋭利になっており弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破断可能に構成されている。
【００６０】
押圧部材１１２は、穴あけカッター１１１を押圧することで、弾性部材１０３を介して穴あけカッター１１１を容器１１４内に進入させる。押圧部材１１２の外周面は、穴あけカッター１１１の凹部を形成している内周面にきつめに接触するように形成されている。枠１０４はヒンジ部１０５と一体的に形成されている。枠１０４の端部には第１の実施例と同様に凸部１０７が設けられている。枠１０４は、容器１１４に圧入可能な内周面を有し、支点Ｆとして機能する角部１０６を中心に回動する。枠１０４は、第１の実施例と同様に、図１１中不図示のアクチュエータで凸部１０７を引っ掛けて容器１１４の開口部１０を開閉する。
【００６１】
次に、ラミネートフィルム１０２に穴をあける際の容器装置の動作を説明する。
【００６２】
押圧部材１１２を穴あけカッター１１１の上方に移動後、下降させて図１１に示すように穴あけカッター１１１の凹部に挿入する。次に図１２のように、弾性部材１０３の上方に穴あけカッター１１１を移動後、下降させて弾性部材１０３を介してラミネートフィルム１０２を破る。その後、穴あけカッター１１１をさらに下降させ、穴あけカッター１１１のフランジ部１１７が枠１０４に突き当たる時点で穴あけカッター１１１を停止させる。その後、押圧部材１１２と穴あけカッター１１１を引き上げて待機位置に戻す。穴あけカッター１１１の凹部には押圧部材１１２がきつめに圧入されているので、穴あけ動作中に穴あけカッター１１１は押圧部材１１２から外れないようになっている。
【００６３】
図１３は、全ての容器１１４の穴あけが終了した状態を示す図である。穴あけカッター１１１と押圧部材１１２とを容器１１４に近接したカッター保持部１１５の上方に移動後、下降させる。ある程度の高さまで下げたらＤＮＡ検査装置１側に備えられた除去手段１１６によって穴あけカッター１１１を押圧部材１１２から離脱させる。除去手段１１６は、押圧部材１１２と相対的に上下動可能に構成されており、穴あけカッター１１１のフランジ部１１７を押し下げる。離脱した穴あけカッター１１１は、カッター保持部１１５で不図示の固定手段により保持される。穴あけカッター１１１は、カッター保持部１１５ではなくＤＮＡ検査装置１内の所定位置にまとめて保管される形態でもよい。
【００６４】
以上のように本実施例では貫通手段が押圧部材１１２と穴あけカッター１１１とで構成されている。これにより、押圧部材１１２の穴あけカッター１１１への押圧力（すなわち、押圧部材１１２の外周面と穴あけカッター１１１の凹部を形成している内周面との接触圧力）を調整することができる。そのため、弾性部材１０３を介した穴あけカッター１１１からラミネートフィルム１０２への押圧力を調整できる。したがって、この押圧力調整によりラミネートフィルム１０２に設けられる貫通孔の大きさを調節することができる。
【００６５】
さらに、穴あけカッター１１１は押圧部材１１２から着脱可能である。これにより、押圧部材１１２は、穴あけカッター１１１と接触する外周面が磨耗しない限り、幾度でも再使用可能である。一方、穴あけカッター１１１は、押圧部材１１２と接触する内周面の磨耗が進んだら、別の部品と交換または単独で廃棄することができる。
【００６６】
また、ラミネートフィルム１０２に貫通孔が設けられた時点において弾性部材１０３は穴あけカッター１１１と溶液１０１との間に配置される。そのため、容器１１４内の溶液１０１が穴あけカッター１１１に接触しない容器装置１１８の構成となる。ゆえに、溶液１０１が穴あけカッター１１１の表面に移ることはなくなる。また、穴あけカッター１１１の表面に異物、ホコリが付いていても、穴あけカッター１１１の表面から落下した異物、ホコリを穴あけカッター１１１と溶液１０１との間に介在する弾性部材１０３の表面が受容する。したがって、ラミネートフィルム１０２の第２の面１０２２上に異物、ホコリが落ちることを低減できるとともに、溶液１０１内に異物、ホコリが混入するおそれを回避することができる。
【００６７】
穴あけカッター１１１は穴あけ時以外はカッター保持部１１５に保持される。また、弾性部材１０３は薄厚の膜形状である。これらにより、容器装置１１８の高さは従来に比べ増加しない。したがって、容器装置の大型化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るＤＮＡ検査装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係るＰＣＲプレートを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る容器装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る増幅反応中の状態の容器装置を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る穴あけ直前の状態の容器装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る穴あけカッターが最下点にある状態の容器装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る穴あけ終了後、容器の開口部が閉じられた状態の容器装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る容器の開口部を開放するときのアクチュエータの動きを示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る容器の開口部を閉じるときのアクチュエータの動きを示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る増幅反応中の状態の容器装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る容器装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る穴あけカッターが最下点にある状態の容器装置を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る穴あけカッターを押圧部材から取り外す状態の容器装置を示す断面図である。
【図１４】従来の容器装置の一形態を示す断面図である。
【図１５】従来の容器装置の別形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ ＤＮＡ検査装置
１０ 開口部
１００、１１８ 容器装置
１０１ 溶液
１０２ ラミネートフィルム
１０３ 弾性部材
１０４ 枠
１０８、１１１ 穴あけカッター
１０９ アクチュエータ
１１０、１１４ 容器
１１２ 押圧部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し、該開口部を通じて液体を収容可能な容器と、
前記開口部を覆って前記液体を封止するための封止部材と、
前記封止部材を覆うための薄厚の隔離部材と、
前記隔離部材の上方から移動し、該隔離部材を介して前記封止部材を破断することのできる貫通手段と、
を有し、
前記隔離部材は、前記貫通手段が前記封止部材を破断したときに破断されず、該貫通手段が該封止部材と接触することを防止することができる、
容器装置。
【請求項２】
前記隔離部材は弾性体であり復元可能に変形する、請求項１に記載の容器装置。
【請求項３】
前記貫通手段は単一の部材で構成されており、該貫通手段の先端部は凸形状を有している、請求項１または２に記載の容器装置。
【請求項４】
前記貫通手段は押圧部材と切断部材とを有し、該切断部材は該押圧部材から着脱可能である、請求項１または２に記載の容器装置。
【請求項５】
前記隔離部材を回動するための回動手段と、該隔離部材を保持するための保持部材と、を有し、
前記回動手段は前記保持部材の一端を支点として前記隔離部材を回動する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の容器装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の容器装置を備えたＤＮＡ検査装置。
【請求項７】
内部に液体が収容され、開口部が封止部材で覆われ、該封止部材が薄厚の隔離部材で覆われた容器を設けるステップと、
貫通手段が、前記隔離部材の上方から移動し、該隔離部材を介して前記封止部材を破断するステップと、
を有し、
前記隔離部材は、前記貫通手段が前記封止部材を破断したときに破断されず、該貫通手段が該封止部材と接触することを防止することができる、
容器装置の貫通方法。
【請求項１】
開口部を有し、該開口部を通じて液体を収容可能な容器と、
前記開口部を覆って前記液体を封止するための封止部材と、
前記封止部材を覆うための薄厚の隔離部材と、
前記隔離部材の上方から移動し、該隔離部材を介して前記封止部材を破断することのできる貫通手段と、
を有し、
前記隔離部材は、前記貫通手段が前記封止部材を破断したときに破断されず、該貫通手段が該封止部材と接触することを防止することができる、
容器装置。
【請求項２】
前記隔離部材は弾性体であり復元可能に変形する、請求項１に記載の容器装置。
【請求項３】
前記貫通手段は単一の部材で構成されており、該貫通手段の先端部は凸形状を有している、請求項１または２に記載の容器装置。
【請求項４】
前記貫通手段は押圧部材と切断部材とを有し、該切断部材は該押圧部材から着脱可能である、請求項１または２に記載の容器装置。
【請求項５】
前記隔離部材を回動するための回動手段と、該隔離部材を保持するための保持部材と、を有し、
前記回動手段は前記保持部材の一端を支点として前記隔離部材を回動する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の容器装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の容器装置を備えたＤＮＡ検査装置。
【請求項７】
内部に液体が収容され、開口部が封止部材で覆われ、該封止部材が薄厚の隔離部材で覆われた容器を設けるステップと、
貫通手段が、前記隔離部材の上方から移動し、該隔離部材を介して前記封止部材を破断するステップと、
を有し、
前記隔離部材は、前記貫通手段が前記封止部材を破断したときに破断されず、該貫通手段が該封止部材と接触することを防止することができる、
容器装置の貫通方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−３０９８６（Ｐ２００９−３０９８６Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９２０１３（Ｐ２００７−１９２０１３）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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